Аналогтық дыбыс өндірісінің CV/Gate әдісі

Кіріспе

Электрондық дыбыс шығарудың аналогтық әдісі

CV/gate (бақылау кернеуі/қақпаның аббревиатурасы) – синтезаторларды, барабан машиналарын және ұқсас жабдықтарды сыртқы секвенсерлермен басқарудың аналогтық әдісі. Бақылау кернеуі көбінесе питчті (тартылуын) басқарады, ал қақпа сигналы нотаның басталуын және аяқталуын басқарады. Бұл әдіс аналогтық модульді синтезаторлар мен CV/Gate музыкалық секвенсерлер дәуірінде, 1977 жылы Roland MC 8 Microcomposer енгізілгеннен бастап 1980-ші жылдарға дейін кеңінен қолданылды. Кейіннен ол MIDI протоколымен (1983 жылы енгізілген) ығыстырылды, ол көбірек мүмкіндіктерге ие, сенімді конфигурациялау оңай және полифонияны жақсы қолдайды. Цифрлық синтезаторлардың пайда болуы дауыс «патчтарын» сақтауға және қайтаруға мүмкіндік берді, бұл патч кабельдерін және (көбінесе) бақылау кернеулерін қажетсіз етті. Дегенмен, Doepfer (1992 жылы Kraftwerk үшін модульдік жүйе жасаған), Buchla, MOTM, Analogue Systems және тағы да басқа көптеген компаниялар модульді синтезаторларды өндіруді жалғастыруда, олар күннен-күнге танымал болып келеді және байланыс үшін негізінен аналогтық CV/gate сигналдарына сүйенеді. Сонымен қатар, кейбір жаңа модульді емес синтезаторлар (мысалы, Alesis Andromeda) және көптеген эффектілер (Moog-тың Moogerfooger педальдары, сондай-ақ көптеген гитараға арналған құрылғылар сияқты) CV/gate қосылымын қамтиды. Көптеген қазіргі студиялар ескі және жаңа жабдықтарды синхрондау үшін MIDI және CV/gate гибридтерін пайдаланады.

Негізгі қолданылуы

Модульді синтезаторларда синтезатордың әрбір компоненті (мысалы, төмен жиілікті тербеліс (LFO), кернеуді басқаратын сүзгі (VCF) және т.б.) кернеуді өткізетін қосылым кабель арқылы басқа компонентке қосылуы мүмкін. Бұл кернеудің өзгеруі компоненттің бір немесе бірнеше параметрлерін өзгертеді. Бұл көбінесе екі түрлі дерек (CV және gate) жіберетін пернетақтамен немесе CV деректерін жіберетін LFO және энвелоп генераторлары сияқты басқару модульдерімен байланысты: Басқару кернеуі (CV) қай нотаны (оқиғаны) ойнату керектігін көрсетеді: әрбір басылған перне үшін әртүрлі кернеу; бұл кернеулер әдетте бір немесе бірнеше осцилляторға қосылады, соның нәтижесінде қажетті әртүрлі дыбыс биіктіктері туындайды. Мұндай тәсіл синтезатордың монофониялық екенін білдіреді. CV сонымен қатар басқару модулінің жылдамдығы, тереңдігі және ұзақтығы сияқты параметрлерді басқара алады. Триггер – бұл нотаның қашан басталу керектігін көрсететін импульс, әдетте ADSR энвелопын іске қосу үшін қолданылады. Дабыл машинасының іске қосылуы үшін келесі соққыны сигналдауға сағат сигналы немесе LFO шаршы толқыны қолданылуы мүмкін. Триггер – электронды импульстің белгілі бір бөлігі болуы мүмкін, мысалы, электронды сигналдың өсу кезеңі. Gate триггермен байланысты, бірақ оқиға бойында сигналды сақтап тұрады. Бұл сигнал жоғарылағанда қосылады және сигнал төмендегенде өшіріледі.

Қақпа

Триггер сияқты, қақпа сигналының кернеуі әртүрлі брендтерде өзгеше болуы мүмкін. Кейбір жағдайларда қақпа сигналдары тіпті теріс кернеу диапазонына дейін төмендеуі мүмкін. Қақпа кірістері әдетте оқшауланады немесе "буферленеді", бұл кейбір жабдықтарға шамадан тыс немесе теріс кернеудің зиян келтіруіне жол бермейді.

Қазіргі қолданысы

1983 жылы MIDI стандарты жарияланғаннан бері синтезаторларды басқару үшін CV/гейт қолданысы күрт азайды. CV/гейт интерфейсінің ең көп сынға ұшыраған жағы – бір уақытта тек бір ғана нота дыбысталуына мүмкіндік беруі. MIDI стандарты жарық көргеннен кейін көп ұзамай Roland MPU 101 ұсынды, бұл төрт MIDI арнасынан кіріс алатын MIDI-ден CV/гейт түрлендіргіші; яғни, өзгермелі базалық MIDI арнасы және одан кейінгі үш тікелей MIDI арнасы, содан кейін төрт MIDI арнасын төрт жеке CV/гейт шығысына түрлендіретін, төрт жеке CV/гейт синтезаторын немесе төрт дауыстық синтезаторды басқаруға қабілетті. Алайда, 1990-шы жылдарда аналогты синтезаторлар мен басқа да жабдықтарға қызығушылық қайта оянды. Бұл ескі аспаптар мен жаңа MIDI құрылғыларын синхрондауды жеңілдету үшін, кейбір компаниялар CV/гейт MIDI интерфейстерінің бірнеше модельдерін шығарды. Кейбір модельдер синтезатордың бір түрін басқаруға бағытталған және CV және гейт іске асыруы бекітілген, ал кейбір модельдер көбірек бейімделгіш және қолданылған іске асыруды ауыстыру әдістерін қамтиды. CV/гейт іске асыру өте оңай және ол үй жасаған және қазіргі заманғы модульдік синтезаторлар үшін ыңғайлы балама болып табылады. Сонымен қатар, әртүрлі жабдықтар, мысалы сахна жарықтандыруы, кейде CV/гейт интерфейсін қолданады. Мысалы, стробоскопты жарық интенсивтілігін немесе түсін CV арқылы басқаруға болады, ал гейт арқылы эффектті қосу және өшіруге болады. Модульдік емес аналогты синтезаторлардың қайта жандануымен, синтезатор параметрлерін CV/гейт арқылы көрсету модульдік синтезаторлардың икемділігіне қол жеткізудің жолын ұсынды. Кейбір синтезаторлар CV/гейт сигналдарын да шығарып, басқа синтезаторларды басқару үшін пайдаланылуы мүмкін. CV/гейттың MIDI-ге қарағанда басты артықшылығы – ажыратымдылығы. Негізгі MIDI басқару хабары жеті битті немесе 128 мүмкін қадамды пайдаланады. Бір арнаға 32 басқару MSB және LSB бірге 14 битті немесе жалпы ажыратымдылықтың 16 384 мүмкін қадамын белгілеуге мүмкіндік береді. Басқару кернеуі аналогты және соған сәйкес шексіз өзгермелі. Үлкен параметрлік өзгерістер кезінде "циппер" әсерін немесе ажыратымдылықтың айқын қадамдарын есту ықтималдығы төмен. Адамның есту қабілеті биіктік өзгерісіне өте сезімтал, сондықтан MIDI биіктік өзгерісі негізінен 14 битті қолданады. 512 тікелей анықталған 14 биттік басқарудан басқа, MIDI сонымен қатар ондаған мың 14 биттік RPN (Тіркелген Параметр Нөмірі) және NRPN (Тіркелмеген Параметр Нөмірі) анықтайды, бірақ 14 биттен асып кету әдісі сипатталмаған. CV/гейт пен MIDI арасындағы маңызды айырмашылық – көптеген аналогты синтезаторларда басқаруды білдіретін кернеулер мен аудионы білдіретін кернеулер арасында ешқандай айырмашылық жоқ. Бұл аудио сигналдарын басқару кернеулерін өзгерту үшін және керісінше пайдалануға болады дегенді білдіреді. Алайда MIDI-де олар толығымен бөлек, ал аналогты CV сигналдарын сандық MIDI басқару деректеріне түрлендіру үшін Expert Sleepers сияқты қосымша бағдарламалық қамтамасыз ету қажет. Кейбір бағдарламалық синтезаторлар басқару кернеулерін эмуляциялайды, осылайша олардың виртуалды модульдері ертедегі аналогты синтезаторлар сияқты басқарылады. Мысалы, Reason CV арқылы көптеген байланыс мүмкіндіктерін ұсынады және гейт сигналдарының қарапайым қосу-өшіру орнына "деңгейі" болуына мүмкіндік береді (мысалы, тек нотаны ғана емес, сонымен қатар оның жылдамдығын іске қосу үшін). 2009 жылы Mark of the Unicorn (MOTU) Volta атты виртуалды аспапты шығарды, бұл Mac негізделген аудио жұмыс станцияларына Audio Units қолдауы бар кейбір аппараттық құрылғыларды басқаруға мүмкіндік берді. CV басқару аудио интерфейсінің желілік деңгейі шығыстарына негізделген және тек шектеулі сандағы синтезаторларды ғана қолдайды. Соңғы жылдары көптеген гитара эффект процессорлары CV енгізуімен жасалған. Іске асырулар кең ауқымды және бір-бірімен үйлесімсіз, сондықтан жүйеде бірнеше процессорды пайдалануға тырыспас бұрын өндіруші CV-ді қалай шығаратынын түсіну өте маңызды. Moog бұл мәселені екі интерфейспен шешті, олар жүйеде CV қабылдау және тарату үшін жасалған, MP 201 (оның ішінде MIDI бар) және CP 251. CV қолдануға мүмкіндік беретін эффекттерге кешіктіру (Electroharmonix DMB және DMTT, Toneczar Echoczar, Line6, Strymon және басқалар), тремоло (Goatkeeper), фленжер (Foxrox Paradox), конверт генераторлары/төменгі өткізгіш сүзгілер/сақина модуляторлары (Big Briar, WMD) және бұрмалау (WMD) жатады.

Since the publishing of the MIDI standard in 1983, usage of CV/gate to control synthesizers has decreased dramatically. The most criticized aspect of the CV/gate interface is the allowance of only a single note to sound at a single moment of time. Shortly after the MIDI standard came out Roland introduced the Roland MPU 101, a MIDI to CV/gate converter that takes an input from four MIDI channels; i. e. a variable base MIDI channel plus the next three consecutive MIDI channels and converted up to four MIDI channels into four separate CV/gate outputs able to control four separate CV/gate synthesizers or a four voice synthesizer like the Oberheim 4 voice analog synthesizer which is made up of four separate monophonic SEM modules. However, the 1990s saw renewed interest in analog synthesizers and various other equipment. In order to facilitate synchronization between these older instruments and newer MIDI enabled equipment, some companies produced several models of CV/gate MIDI interfaces. Some models target controlling a single type of synthesizer and have fixed CV and gate implementation, while some models are more customizable and include methods to switch used implementation. CV/gate is also very easy to implement and it remains an easier alternative for homemade and modern modular synthesizers. Also, various equipment, such as stage lighting, sometimes uses a CV/gate interface. For example, a strobe light can be controlled using CV to set light intensity or color and gate to turn an effect on and off. With the resurgence of non modular analog synthesizers, the exposure of synthesizer parameters via CV/gate provided a way to achieve some of the flexibility of modular synthesizers. Some synthesizers could also generate CV/gate signals and be used to control other synthesizers. One of the main advantages of CV/gate over MIDI is in the resolution. The fundamental MIDI control message uses seven bits or 128 possible steps for resolution. Thirty two controls per channel allow MSB and LSB together to specify 14 bits or 16,384 possible steps of total resolution. Control voltage is analog and by extension infinitely variable. There is less likelihood of hearing the zipper effect or noticeable steps in resolution over large parameter sweeps. Human hearing is especially sensitive to pitch changes, and for this reason MIDI pitch bend uses 14 bits fundamentally. Beyond the 512 directly defined 14 bit controls, MIDI also defines tens of thousands of 14 bit RPNs (Registered Parameter Number) and NRPNs (Non Registered Parameter Number), but there is no method described for going beyond 14 bits. A major difference between CV/gate and MIDI is that in many analog synthesizers no distinction is made between voltages that represent control and voltages that represent audio. This means that audio signals can be used to modify control voltages and vice versa. In MIDI they are completely separate however, and additional software such as Expert Sleepers is required to convert analog CV signals into numerical MIDI control data. Some software synthesizers emulate control voltages to allow their virtual modules to be controlled as early analog synthesizers were. For example, Reason allows myriad connection possibilities with CV, and allows gate signals to have a "level" rather than a simple on off (for example, to trigger not just a note, but the velocity of that note). In 2009, Mark of the Unicorn (MOTU) released a virtual instrument plug in, Volta, allowing Mac based audio workstations with Audio Units support to control some hardware devices. CV control is based on the audio interface line level outputs, and as such only supports a limited number of synthesizers. In recent years, many guitar effects processors have been designed with CV input. Implementations vary widely and are not compatible with one another so it is critical to understand how a manufacturer is producing the CV before attempting to use multiple processors in a system. Moog has facilitated this by producing two interfaces designed to receive and transmit CV in a system, the MP 201 (which includes MIDI) and the CP 251. Examples of effects allowing the use of CV include delays (Electroharmonix DMB and DMTT, Toneczar Echoczar, Line6, Strymon and others), tremolo (Goatkeeper), Flange (Foxrox Paradox), envelope generators/lowpass filters/ring modulators (Big Briar, WMD) and distortion (WMD).